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El gran catálogo de las proteínas humanas descubre 193 desconocidas hasta ahora

La lista facilitará el trabajo de los investigadores. Los nuevos hallazgos indican que el funcionamiento de los genes es más complejo de lo que se creía

Los científicos están más cerca que nunca de conseguir un «catálogo» de las proteínas, unas moléculas muy diversas que tienen un papel fundamental en el funcionamiento de todas las células, tejidos y órganos de los Seres Vivos.

Después de que el «Proyecto Genoma Humano» consiguiera en 2003 registrar el conjunto de los genes humanos, este jueves 29, un grupo internacional de investigadores de la Universidad Johns Hopkins (Estados Unidos) y el Instituto de Bioinformática de Bangalore (India) publicará en Nature los resultados que le han permitido elaborar uncatálogo inicial del conjunto de las proteínas humanas o «proteoma».

«Puedes pensar en el cuerpo como una enorme biblioteca en la que cada proteína es un libro», ha dicho el Doctor Akhilesh Pandey, de la Universidad Johns Hopkins. «La dificultad es que no tenemos un catálogo completo que nos diga qué libros están disponibles ni dónde encontrarlos. Creemos que ahora tenemos un buen primer borrador de este catálogo».

Muchos investigadores consideran que tener catalogadas a las proteínas humanas, y saber en qué lugar están, puede ser aún más útil que tener a los genes humanos registrados. La razón es que los genes tienen la información necesaria para producir o codificar proteínas, como si fueran los planos de un edificio en construcción, pero las proteínas son a la vez los ladrillos y los albañiles, ya que forman parte de la estructura de las células y llevan a cabo la gran mayoría de sus funciones. Por ello, este catálogo puede tener mucho interés en investigaciones biomédicas.

Más complejo de lo que se pensaba

Además se ha producido un hallazgo muy sorprendente que pone en duda lo que se sabe por ahora del ADN. Y es que entre las proteínas caracterizadas, han aparecido 193 «producidas» o expresadas en genes que en teoría no deberían ser capaces de hacerlo. «Esta es la parte más excitante de este estudio, encontrar más complejidades en el genoma», dice Pandey, ya que esto «significa que no entendemos completamente cómo la célula lee el ADN, porque claramente esas secuencias codifican para proteínas».

Los autores del artículo han identificado más de 30.000 proteínas codificadas por 17.294 genes, lo que constituye el 84 por ciento de los genes capaces de expresar o «producir» proteínas. Para ello, los científicos han tomado muestras de 30 tipos de tejidos humanos y han extraído las proteínas allí presentes. A continuación, las han «cortado» con enzimas, moléculas que a veces son capaces de actuar como tijeras químicas, para fragmentar a las proteínas en unidades menores, llamadas péptidos. Por último, analizaron la abundancia y la composición de esos péptidos.

Una base de datos para científicos

«Al generar una base de datos de proteínas, le hemos facilitado a otros investigadores que identifiquen las proteínas en sus experimentos», ha asegurado Pandey. Sin embargo, aclara que estudiar las proteínas es más complicado que estudiar los genes, porque las estructuras y las funciones de estas moléculas son complejas y diversas.

De hecho, Pandy cree que el proteoma humano es tan extenso y complejo que el catálogo de los investigadores nunca estará completo del todo.

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Ampliando el lenguaje de Dios

Científicos de California crean una bacteria con tres pares de bases de ADN en lugar de los dos naturales

El avance multiplica las aplicaciones de la biología sintética y plantea el debate de las patentes de seres vivos


 

El avance multiplica las aplicaciones de la biología sintética / UNIQUELY INDIA (GETTY IMAGES)

“Estamos aprendiendo el lenguaje con el que Dios creó la vida”, dijo Bill Clinton al presentar el primer borrador del genoma humano en el año 2000. De ser así, los científicos acaban de ampliar el lenguaje de Dios. El código genético natural está compuesto de solo dos pares de bases (el par A-T y el par G-C). Floyd Romesberg y sus colegas del Instituto Scripps en La Jolla, en California, han añadido ahora el par artificial d5SICSTP-dNaMPT. Ese tercer par de bases (o de letras) puede replicarse e incorporarse en el ADN de una bacteria sin ser reconocido como una anomalía, lo que demuestra que un organismo puede propagar establemente un alfabeto genético expandido, con tres pares de bases en lugar de los dos naturales.

La creación de vida artificial se acerca así un paso más, después de la creación de los genomas completos de una bacteria y de un cromosoma de la levadura, en ambos casos a partir de productos químicos de bote. Pero el nuevo avance plantea cuestiones inéditas, y no solo para los ingenieros. Por ejemplo, como el alfabeto ampliado permite construir genes y proteínas con componentes nunca vistos en la naturaleza, ¿se pueden patentar seres vivos con estas letrasartificiales?

A estas alturas del siglo XXI sigue sin estar claro que haya leyes universales de la biología, pero si alguna puede aspirar a ese título es la naturaleza de la información genética. Desde la más humilde bacteria hasta el lector de este artículo, todos los seres vivos del planeta Tierra utilizan para ese propósito la doble hélice del ADN y un código genético de cuatro ‘letras’ (a, g, t, c), las cuatro bases o nucleótidos con que se escribe todo texto biológico, o “el lenguaje de Dios”, en la peculiar nomenclatura del presidente Clinton.

Ese lenguaje de cuatro letras ha resultado muy servicial a los seres vivos desde hace al menos 3.500 millones de años. Pero la razón, sabemos ahora, no es que sea el único posible, porque la bacteria creada por Romesberg y sus colegas parece funcionar igual de bien con seis letras que con las cuatro naturales. Animados por este hecho, los científicos ya están pensando en añadir aún más bases artificiales al código genético de sus criaturas. Aunque no es eso, desde luego, lo que más prisa les corre.

La bacteria parece funcionar igual de bien con seis letras que con las cuatro naturales

El trabajo de Romesberg, que se presenta en Nature, es una prueba de principio, pero tanto él como otros expertos en la emergente disciplina de la biología sintética –el diseño de organismos a partir de principios básicos— lo consideran un gran paso adelante. Creen que facilitará mucho los objetivos a corto plazo de esta tecnología, que son la síntesis de medicamentos, la producción de biocombustibles, la alimentación y la regeneración de los entornos dañados por toda clase de vertidos.

La biología sintética pretende crear desde cero sistemas biológicos –como circuitos genéticos, bacterias y células superiores— que no existen en la naturaleza, y que están diseñados para algún propósito práctico concreto. Pese a ser un campo de investigación con apenas 10 años de historia, ya se ha apuntado algunos logros: bacterias que funcionan como biosensores; otras que sintetizan artemisina (un fármaco contra la malaria), y una serie de fagos (virus bacteriófagos, o que infectan a las bacterias) diseñados para disolver los biofilms que forman los microorganismos.

Entre las perspectivas más inmediatas, los biólogos biosintéticos se plantean facilitar la producción de más fármacos –cuyas rutas sintéticas son a veces de una complejidad mareante, y de un precio disuasorio—, y también etanol y otros productos útiles como combustibles. “La capacidad de construir organismos fotosintéticos puede llegar incluso a permitirnos utilizar la luz solar como la fuente de energía última, y el dióxido de carbono (CO2) como la única fuente de carbono”, dice el bioquímico Andy Ellington, de la Universidad de Texas en Austin.

Entender el avance de Romesberg y su equipo de La Jolla requiere un somero repaso de los elementos de la biología molecular. La doble hélice del ADN consiste en dos muelles imbricados entre sí (‘hélice’ no es más que el nombre matemático de un muelle). A lo largo de cada muelle discurre la secuencia de bases (ctaacgttaa…), el ‘texto’ que contiene la información genética. Y lo que mantiene unidos los dos muelles es la afinidad selectiva: ‘a’ se aparea con ‘t’, ‘c’ se aparea con ‘g’. Este apareamiento específico es la clave de la replicación: al separar los dos muelles, cada uno puede reconstruir al otro.

Las nuevas bases artificiales también se aparean una con otra (d5SICSTP con dNaMPT), y gracias a ello pueden replicarse como sus colegas naturales. Un logro esencial de los biólogos de California ha sido garantizar que la bacteria pueda conseguir del entorno las nuevas bases en su forma simple, para luego incorporarlas a su ADN. Ello ha requerido situar en su membrana un transportador con las suficientes tragaderas, que han tomado de un alga.

Dentro de cada muelle, la información se organiza en grupos de tres letras (tripletes, o codones, como agt o ccc). Cada codón de un gen significa un aminoácido de una proteína (las proteínas son rosarios de 20 tipos de aminoácidos). Con las cuatro bases naturales, se pueden formar 64 (4 elevado a 3) codones distintos. Con las seis bases que resultan al añadir las dos artificiales, se pueden formar 216 (6 elevado a 3) codones distintos. El nuevo par de letras, por tanto, triplica con creces la capacidad de código del ADN.

“Es posible que la maquinaria biológica que han usado Romesberg y sus colegas permita a la bacteria, con el tiempo, adoptar las dos bases artificiales como parte de su propio alfabeto genético”, escriben enNature Ross Thyer y Jared Ellefson, del Centro de Biología Sintética y de Sistemas de la Universidad de Texas en Austin. “De ser así se abriría un nuevo panorama en el que la ingeniería humana podría saltar sobre un abismo que previamente había sido insondable para la evolución”. Habría que preguntarse entonces por qué la vida se paró en cuatro letras y ha seguido así durante 3.500 millones de años.

Thyer y Ellefson tienen claro cuál será el siguiente paso. El ADN no se traduce a proteínas directamente: hay un paso intermedio, lla mado transcripción, que saca una copia de trabajo de uno de los muelles de la doble hélice y produce una molécula muy similar al ADN, pero con solo una hilera de bases: el ARN, que es quien accede a las maquinarias celulares que traducen la secuencia de bases (ggtacctt…) a la secuencia de aminoácidos que forma las proteínas. Los científicos de California no han mostrado aún que las dos nuevas bases se puedan transcribir como ARN, y eso es lo próximo que tienen que comprobar.

El Tribunal Supremo de EE UU sentenció en 2013 que “los productos de la naturaleza” no se pueden patentar

De hecho, el ARN no es solo un intermediario para fabricar proteínas: también es capaz de plegarse en sofisticadas estructuras tridimensionales que tienen funciones propias. Por ejemplo, pueden reconocer pequeñas moléculas del entorno celular y activar o desactivar genes en consecuencia (los llamadosriboswitches). También se asocian a las proteínas formando complejos esenciales para la vida (las ribonucleoproteínas).

La incorporación de las dos bases artificiales a estas estructuras abriría un nuevo campo para los bioingenieros. Y ello mucho antes de empezar a hablar de nuevas proteínas con inéditos aminoácidos que resulten útiles, e incluso patentables. Pero a la larga habrá que considerar esa posibilidad también. “Un alfabeto genético expandido conducirá a un alfabeto de proteínas expandido”, predicen Thyer y Ellefson. Es un tiro largo, pero no muy arriesgado.

En junio del año pasado, el Tribunal Supremo de Estados Unidos sentó un precedente muy importante al dictaminar, en un caso contra la comercialización de un test para el cáncer de mama por la firma Myriad Genetics, que “los productos de la naturaleza” no se pueden patentar. Los jueces se referían a la secuencia de los genes que confieren susceptibilidad al cáncer, que en efecto son productos de la naturaleza, si bien no de los más brillantes.

Pero el nuevo ADN con seis letras es cualquier cosa menos un producto de la naturaleza, y tal y como está hoy la jurisprudencia, al menos en Estados Unidos, será tan patentable como la fórmula de la viagra, aunque seguramente no tan rentable.

Ampliando el lenguaje de Dios | Sociedad | EL PAÍS

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Mara Dierssen: «Los avances en el síndrome de Down abren una ventana a la esperanza»

Las líneas terapéuticas persiguen corregir el efecto sobre el cerebro del exceso de proteínas que provoca la trisomía


 

Mara Dierssen investiga las alteraciones cerebrales en la discapacidad intelectual en el Centro del Regulación Genómina de Barcelona

El pasado 21 de marzo se celebró el día mundial del Síndrome de Down, una alteración genética originada por una copia extra del cromosoma 21 o un fragmento del mismo. En total, unos 300 genes de más que provocan discapacidad intelectual y en ocasiones cardiopatías, hipertensión pulmonar, problemas auditivos o visuales, anomalías intestinales, neurológicas, endocrinas. Cada vez se avanza más en el conocimiento de esta alteración genética que afecta a más de 30.000 personas en España. Mara Dierssen, del Centro de Regulación Genómica de Barcelona y presidenta de la Sociedad Española de Neurociencia, lleva a cabo una destacada investigación que ha permitido determinar el impacto del exceso de la dosis del gen Dyrk1A, uno de los candidatos principales para explicar las alteraciones cognitivas durante desarrollo y de la neurodegeneración asociada a la edad.

-¿Qué ha aportado este descubrimiento?

-Nos ha permitido diseñar nuevas estrategias terapéuticas para normalizar la actividad de este gen y para potenciar la plasticidad cerebral. La idea es que mediante agentes farmacológicos que incrementen la «eficacia plástica» del cerebro podremos potenciar la intervención educativa y social.

-¿Hay aplicaciones terapéuticas cercanas?

-En los últimos años la investigación sobre síndrome de Down ha identificado los genes cuya triple presencia pueden explicar la deficiencia cognitiva. que por tanto son posibles dianas farmacológicas. En este momento hay abiertas diversas líneas de investigación. Unas van dirigidas a la normalización de los desequilibrios entre neurotransmisores excitadores e inhibidores y otras a mejorar la plasticidad cerebral, como proponemos en mi laboratorio. Nosotros pretendemos normalizar la excesiva dosis de proteínas del cromosoma 21 implicadas en esa plasticidad, que es fundamental para la memoria y el aprendizaje.

-¿Será posible corregir esta patología en el futuro con terapia génica?

-En mi opinión aún no estamos en ese punto, pero es indudable que los avances en investigación abren una ventana de esperanza. Experimentos en modelos animales han demostrado que el tratamiento mediante terapia génica puede revertir algunos defectos cognitivos.

-¿Por qué hay tanta diferencia en la capacidad intelectual en personas con Down?

-La variabilidad individual es un rasgo constitutivo del síndrome de Down. La característica común a todas ellas es la disminución del nivel intelectual. Aunque sabemos poco de los factores que controlan esta variabilidad, está cada vez más claro que además de la dotación genética del individuo, que en sí ya es variable, las influencias de su entorno también contribuirán a determinar el nivel de competencia final. La estimulación ambiental en el síndrome de Down tiene como objetivo que cada uno logre el mejor nivel de competencia posible aprovechando la neuroplasticidad. Sin embargo, hay una «limitación genética» a la hora de responder al entorno. Esta limitación puede ser muy diferente en cada persona. En los casos de mosaicismo no todas las células presentan la trisomía del cromosoma 21, y las alteraciones suelen ser más leves.

-¿Cómo influye la estimulación que reciben en la capacidad intelectual?

-El ambiente es capaz de modificar la función y la estructura del cerebro, especialmente durante las primeras etapas de la vida. Es decir, requiere de la estimulación del entorno para producirse correctamente y desarrollar conexiones adecuadas. Una estimulación inadecuada, por exceso o por defecto, puede ser perjudicial. Pero además, en el síndrome de Down no sólo hay problemas biológicos en las etapas de formación y desarrollo sino durante toda la vida. Por eso la atención a estas personas ha de ser permanente.

Síndrome de Down y Enfermedad de Alzheimer

Más del 75% de las personas con síndrome de Down desarrollan alzhéimer después de los 40 años, un riesgo 6 veces superior al general. La actividad de un gen del cromosoma 21 (Dyrk1A) implicado en el fenotipo cognitivo en Down, regula tamibén la fosforilación de la proteína precursora del amiloide, que forma las placas en el cerebro, y la proteína Tau, que forma los ovillos. Dos procesos clave en el desarrollo del alzhéimer

Los avances en síndrome de Down abren una ventana a la esperanza» – ABC.es.

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Dopaje genético, la tormenta que se avecina en el deporte

Esta puede ser una batalla como ninguna otra en el deporte. Las autoridades ya han mostrado preocupación, y durante más de diez años se han preparado para ello. Pero todavía no está claro si tienen las herramientas para comprobarlo -o si alguien ya lo ha hecho exitosamente. Estamos hablando del dopaje genético.

La idea es simple: alterar nuestra composición genética, los ladrillos de lo que estamos hechos, para hacernos más fuertes o más rápidos. Los aspectos prácticos son muy complejos.

Los terapeutas genéticos -como por ejemplo quienes tratan a niños muy enfermos en el hospital Great Ormond Street de Londres- agregan un gen sintético al genoma del paciente y lo reintroducen a la médula ósea a través de un virus desactivado. El nuevo gen es extraído por las células del paciente y actúa como medicina, incorporada permanentemente en la médula ósea.

Todavía se trata de un tratamiento raro y altamente especializado, pero el principio es utilizado para la investigación de cualquier variedad de enfermedades, incluyendo aquellas donde se deteriora el músculo. Punto en el cual es más fácil imaginar cómo los atletas se pueden beneficiar.

Detrás de sus lentes, los ojos del doctor Philippe Moullier expresan un humor irónico. Tiene el aire de alguien dispuesto a ser sorprendido por el trabajo que lidera en el Instituto Nacional de Salud e Investigación Médica de Francia (Inserm, por sus siglas en francés) en Nantes. Hace unos años le tomó por sorpresa la respuesta que tuvo un ensayo académico que había publicado como parte de su trabajo en tratamientos de terapia genética para enfermedades neuromusculares.

Moullier había demostrado que era posible producir de forma artificial un gen en particular -el gen eritropoyetina- e introducirlo en el cuerpo.

Cualquier persona que tenga una vaga idea del ciclismo profesional de los años 90 sabe que la hormona eritropoyetina, o EPO -que controla la producción de glóbulos rojos- fue el dopaje ilícito de preferencia. Fue la droga mágica que Lance Armstrong guardó en su nevera para aumentar su cuenta de oxígeno en las células de glóbulos rojos.

Si bien durante años se ha podido detectar EPO inyectada, introducir el gen de la EPO podría hacer que el cuerpo produjera su propia EPO. ¿Podría ser esta una forma indetectable de mejorar el transporte de oxígeno?

La diferencia

Se puede cultivar en la nevera

Poco después de que Philippe Moullier publicara su trabajo, unos visitantes aparecieron en su laboratorio en Nantes. Explicaron que habían sido ciclistas profesionales, que habían competido en el Tour de Francia, y que ahora formaban parte de una asociación para combatir el dopaje. Al principio Moullier cuenta que estaba entusiasmado por compartir la ciencia. Terminó sintiéndose algo alarmado.

“Estaban muy emocionados. Me dijeron que aun cuando la tecnología todavía estaba en una etapa de investigación, si estaba al alcance de los ciclistas, era muy probable que la usaran. Me quedé completamente sorprendido”.

Moullier cuenta que les advirtió que no había forma de que existiera una terapia que, en ese momento, fuera segura. Esta revelación fue recibida con una encogida de hombros. Sus visitantes, sospecha, estaban ocultando sus verdaderas intenciones.

“No pareció importarles, no pareció ser un problema para ellos. La competencia es tan alta que aquellos tipos estaban dispuestos a hacer lo que fuera para marcar la diferencia”.

Realizar un cambio permanente en el genoma puede ser complejo -utilizando un virus desactivado para llevar medicina genética a las células-; no obstante, Philippe Moullier señala que existe un atajo que ofrece resultados temporales: inyectar el gen purificado directamente en el músculo.

Los años han pasado desde que fuera visitado por los exciclistas y ahora gracias a internet es posible tener acceso al gen EPO.

Moullier agrega que un punto apetecible para aquellos que aspiran a doparse es que ese mejoramiento temporal puede, tras unos días, ser difícil de detectar por las autoridades.

De ser así, ¿qué está haciendo al respecto la Agencia Mundial Antidopaje, AMA?

Práctica letal

En 2003, la AMA prohibió el dopaje genético. El director de ciencia de la agencia, Olivier Rabin, asegura que si se hace deliberadamente esta práctica no sólo sería injusta, sino letal. Introducir una copia extra de gen EPO en el cuerpo puede llevar a producir demasiados glóbulos rojos y el espesamiento de la sangre.

En cuanto a si existen pruebas para detectar el dopaje genético, Rabin es más vago.

“Durante más de diez años hemos estado desarrollando esta tecnología, y creemos que tenemos las herramientas para detectar dopaje genético. En cuanto al momento de implementación, la AMA prefiere mantenerlo a su discreción. Necesitamos validarlo porque, como sabrás, la tecnología puede ser retada en la corte”.

Pero existe una interrogante mayor. Incluso si ya existiera una prueba eficaz para detectar el dopaje genético, ¿qué pasaría si la terapia genética se convierte en una práctica extendida o incluso en rutina? ¿Qué pasaría si todos pudiéramos comprar medicina genética para disminuir el deterioro muscular? ¿Deberíamos -o podríamos- evitar que los atletas utilicen la medicina para prolongar sus carreras o acelerar una recuperación tras una lesión?

Dispuestos a arriesgar

Durante las últimas dos décadas, el profesor Lee Sweeney ha sido uno de los investigadores líderes en terapia genética. Con base en la Universidad de Pensilvania, EE.UU., es uno de los expertos de la AMA en dopaje genético.

Como a Philippe Moullier, él también recibió llamadas de personas involucradas en el deporte tras publicar un estudio. En los años 90, Sweeney determinó cómo insertar el gen IGF-1 en los músculos de los ratones para promover el crecimiento muscular y ralentizar el proceso de envejecimiento. (El gen IGF-1 produce la hormona conocida como factor de crecimiento insulínico tipo 1).

“Nos llamaron numerosos atletas, incluso entrenadores”, recuerda Sweeney. “No entendían que todavía estábamos en una etapa muy temprana en términos de trasladar la terapia genética a humanos”. Incluso ahora, señala, la investigación médica está avanzando muy lentamente en la utilización de esta técnica en personas seriamente enfermas.

“Entonces ni siquiera había considerado el hecho de que un individuo joven y ultra sano, que estaba compitiendo en la cumbre de su carrera, se quisiera arriesgar (con algo así). Pero, obviamente, muchos lo harían”.

No obstante, aquí es donde Sweeney diverge de la actual ortodoxia de la AMA. Si la terapia genética para prevenir el deterioro muscular fuera segura, señala que se convertiría en un problema ético.

Concede que hay quienes creen que sería errado interferir, tal y como lo ven, en el proceso de envejecimiento como parte de la condición humana natural. Pero si en cambio significa, en las palabras de Sweeney, “mantener la calidad normal por más tiempo”, entonces él se cuenta entre quienes están a favor. Y aquí es donde el asunto regresa al deporte.

“A partir de mi propio trabajo con ratones, sé que cuanto más temprano intervienes, mejor estarás cuando envejeces. Creo que no es ético dejar de darle a alguien algo que realmente permitiría que sus músculos fueran mucho más sanos ahora y en el futuro. En la medida que no sea un riesgo para la seguridad, no veo por qué los atletas deben ser castigados por el hecho de ser atletas. Así que en este respecto estoy al otro lado de la calle de la AMA, a pesar de que jugamos para el mismo equipo”.

En respuesta a Sweeney, Olivier Rabin argumenta que estamos a décadas de tener la necesidad de andar por ese terreno, tomando en cuenta lo lento que parece avanzar la práctica de terapia genética. Y cuando llegue el momento, asegura que la agencia tendrá que trazar la línea que traza con todas las drogas: ¿mejoran el desempeño del deportista injustamente?

Sin embargo, pareciera que la naturaleza del dopaje genético hará que trazar esa línea sea técnicamente difícil y éticamente incómodo. Las autoridades, los atletas y la afición deben ponerse de acuerdo en toda una nueva definición de lo que quieren que signifique el deporte.

Dopaje genético, la tormenta que se avecina en el deporte – BBC Mundo – Noticias.

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“Podemos fabricar un genoma humano sintético desde cero”

Camina con pasos lentos de gigante transportando sus casi dos metros de altura. Su voz grave resuena con la firmeza de un locutor radiofónico. Y sus respuestas llegan sin prisa después de la reflexión oportuna. No se precipita. Todo lo piensa bien. Pero, cuando responde, sus frases caen con el empuje de uno de los cerebros científicos más brillantes del planeta. George Church (Florida, 1954) ha estado detrás de casi todas las grandes ideas de la Biología del siglo XXI. Desde su laboratorio de la Universiad de Harvard -donde es profesor de Genética, de Tecnología y Ciencias de la Salud y de Ingeniería basada en la Biología-, ha gestado el Proyecto Genoma Humano, ha diseñado los primeros organismos vivos fabricados por el hombre y trata de encontrar solución a grandes temas de la humanidad como la escasez de recursos energéticos o el envejecimiento. Acaba de visitar Madrid para participar en el Congreso de Mentes Brillantes organizado por El Ser Creativo.

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George Church durante su visita a Madrid para participar en el Congreso de Mentes Brillantes. SERGIO ENRÍQUEZ

¿Cuáles son los límites de la Biología Sintética?
La imaginación es el único límite. Se puede usar la Biología Sintética para generar materiales inorgánicos y orgánicos. Así que podemos generar cualquier material.
Y en términos biológicos, ¿podemos diseñar el organismo que queramos?
Sí, cualquier material biológicoico. Podemos usar microorganismos para producir químicos en general, no sólo combustibles. Lo importante es que sean capaces de fabricar productos farmacéuticos, plásticos, comidas o vacunas. Casi todos los materiales se podrán crear de un modo mucho más limpio que el de la industria química convencional.
¿Necesitmos crear una bacteria para hacer esto o basta con modificar una que conozcamos?
Depende de lo que consideres como nuevo. Modificar una bacteria que ya existe puede resultar en algo radicalmente nuevo en cuanto a lo que esa bacteria hace. Pero si nuevo quiere decir no relacionado con ninguna bacteria previa, eso no es práctico. No es útil.
Entonces, ¿cuál es la diferencia entre Biología Sintética y modificación genética, que es algo que lleva haciéndose décadas?
La diferencia es como decir cuál es la difeencia entre leer un único gen de tu cuerpo o leer todos los genes. En Biología Sintética puedes cambiar cualquier cosa. Y, además, puedes cambiar muchos genes al mismo tiempo. Es más parecido a la ingeniería. Pero la modificación genética es un trabajo artesanal. Es como preguntarse que tiene de nuevo un Mecedes Benz, si la rueda se conoce desde la antigüedad.
Esta ingeniería puede crear nuevos genes que aporten novedades, igual que hace la ingeniería con los coches…
Sí, es cierto. Podemos sintetizar un gen que no existe en la naturaleza, que no está basado en nada previo. Eso es algo relativamente raro y no tan útil. Podemos hacerlo, ya hay ejemplos. Pero lo más interesante es que podemos diseñar por ordenador todo el sistema completo, no solamente una pieza.Hace 30 años sólo podíamos hacer un volante, ahora podemos construir un Mercedes Benz completo.
Ustedes ya han sintetizado un genoma completo de una bacteria con poco ADN. ¿Pero pueden hacerlo con genomas más complejos?
Este año hemos desarrollado nuevas tecnologías con las que es mucho más fácil hacer ingeniería genética con animales y con humanos, casi tan sencillo como era antes hacerlo con bacterias.
¿Quiere decir que ya pueden sintetizar un genoma humano completo y modificarlo a su gusto?
Sí, podemos coger un modelo humano y hacer una nueva versión que resulte más sana. Podemos sintetizar miles de millones de pares de bases. Ya hemos sintetizado cantidades de ADN mucho mayores que un genoma humano. Pero, si quieres cambiar un genoma humano y obtener una función nueva, no puedes cambiar demasiado de golpe o colapsará.
Aún así las posibilidades son enormes…
Sí, podemos cambiar todo lo que queramos, eso seguro. Da igual si es un humano o una bacteria, podemos cambiar cualquier cosa. Es sólo un problema de dinero.
¿Es posible diseñar un embrión sano para una pareja con ambos progenitores portadores de una enfermedad hereditaria?
Sí, podemos repararlo.
¿Y esta tenología podría estar disponible para la gente en los hospitales dentro de poco?
Correcto. Si es segura, sí. Como cualquier fármaco. Las autoridades competentes han de dar su aprobación. Y la manera de probarlo es de forma muy amplia en animales y luego en cultivos humanos con células somáticas [no reproductivas]. Pero sí, las parejas tienen alternativas. En realidad, no es vida o muerte. No tienen porqué tener un bebé con un problema particular.
¿Cuáles pueden ser los usos en el futuro?
La Biología es una de las formas de generar materiales precisos atómicamente, así que puede usarse para hacer mejores ordenadores. En términos de salud humana, ahora que vivimos cada vez más tiempo, la vejez resulta dolorosa y costosa en términos de economía de la salud. La mayor parte del coste de nuestra salud es al final de nuestras vidas. Si pudiéramos extender nuestra juventud y estar muy sanos hasta que muramos, la aportación de nuestra educación y nuestra experiencia podría aprovecharse durante más tiempo, esto tendría un impacto económico enorme.
¿Y se puede hacer?
Ya tenemos las herramientas para revertir muchos de los componentes epigenéticos del envejecimiento. Podemos coger una célula y convertirla en joven. Así que podemos hacer o mismo con todas las células de un ser humano.
¿Hoy en día? ¿Pueden transformar en jóvenes todas las células de un ser humano?
Sí [dice con suficiencia]. Sabemos que podemos hacerlo en el laboratorio. Podemos coger de mi piel una célula vieja de 59 años de edad y transformarla en una célula joven, tan jóven como cuando era un embrión.
¿Cómo lo logran? ¿A través de los telómeros?
No, los telómeros cuidan bien de sí mismos. Es un proceso complejo, pero podemos transformar una célula de mi piel en una célula embrionaria con cuatro proteínas.
¿Así que la clave está en la epigenómica, no en los cromosomas?
Eso es. De hecho podemos incluso reprogramar epigenómicamente una célula cancerígena y hacer que deje de serlo.
¿Está su grupo trabajando en esto?
Mi grupo trabaja en formas de revertir el envejecimiento a nivel celular.
Su carrera ha sido muchas veces paralela a la de Craig Venter En su opinión, ¿él es un héroe o un villano?
Siempre he apreciado a Craig como colega. Él y yo pensamos muy parecido. Somos las únicas personas en el mundo que se han sentido atraídas por los biocombustibles producidos a partir de genomas bacterianos sintetizados. Antes de eso hicimos los dos primeros genomas sintéticos, él lo publicó antes y yo o comercialicé antes. Ambos nos centramos independientemente en el genoma humano cuando nadie lo hacía. La diferencia fue que yo conseguí aprobación y él no. Por eso él resultó más conocido, porque no siguió las reglas. Ambos somos revolucionarios, pero yo he intentado ser más paciente. No mucho más, pero un poco más paciente.
Él llegó primero a muchos de los resultados…
No diría primero, esto no es una carrera.
Pero la ciencia es una carrera.
No mi ciencia. La competición es sana, pero convertir la ciencia en una carrera es algo artificial.
Sé que no quiere ser preguntado por la polémica sobre la conveniencia de revivir al neandertal. Pero, ¿podría aclarar en qué consistió y si cree que es factible resucitarlo hoy en día?
Mire, se publicó en 2013, pero yo respondí a aquellas cuestiones en 2007. Y ya entonces dije, yo no trabajo con neandertal y no creo que nadie lo haga. Es una cuestión teórica. Pero a los periodistas les encanta hacer estas preguntas. Y, como científico, puedes decir esta cuestión no me afecta o tratar de hacerte una idea de por qué a la gente le gustan tanto estos temas. Es como un espejo. Te estás viendo a tí mismo, no a mí. Así que ya hay dos cosas claras: yo no trabajo en ello y sólo te contesto porque te interesa a tí, no a mí. Qué paso en 2013 que no ocurrió en 2007, 2008, 2009… En 2013, un periodista alemán de Der Spiegel me entrevistó y grabó la conversación. Y puso la conversación en inglés en su web, sin traducción. El hizo buenas preguntas y yo contesté. Esto lo podrían haber cogido los tabloides británicos. Pero no fueron los tabliodes. Fue el MIT Technology Review, una revista muy profesional que decidió hacer un titular con mi entrevista: «Estamos buscando una mujer». Pero eso no es lo que estaba en la entrevista en Der Spiegel. Sólo en un libro mio se decía algo parecido: «Necesitaríamos un mujer intrépida», no es un hecho, es un condicional. Y además, no es mi frase, sino la de mi coautor Ed Regis. Así que se trata de periodistas generando titulares para periodistas. Y otro periodista de una revista seria decidió crear un titular sensacionalista sólo por diversión. Y los tabloides continuaron con la diversión. El problema es que alguna gente se lo tomó en serio.

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El efecto de una vida saludable se mide en los cromosomas

Un estudio apunta a que los telómeros de quienes tienen mejores hábitos se alargan

Una vida saludable (hacer ejercicio, comer sano –sobre todo verduras integrales con pescado, menos carne roja y sin alcohol-) es la mejor receta para vivir más. Esta conclusión ya es sabida, pero por primera vez se ha podido medir al nivel del núcleo celular: en los cromosomas, que son los paquetes que contienen nuestros genes. Un pequeño estudio de cinco años con 35 personas, que publica The Lancet, ha puesto números por primera vez al efecto de la vida sana en los telómeros, los extremos de los cromosomas cuya longitud determina la supervivencia.

En concreto, el estudio realizado por la Universidad de California en San Francisco, siguió a una serie de hombres con cáncer de próstata, y, aprovechando sus controles, se midieron los telómeros. Los que cambiaron a una vida más sana los prolongaron el 10%; los que no hicieron cambios en sus vidas, los redujeron un 3%.

Pese a las limitaciones del estudio (tanto en número de participantes como por sus condicionantes de sexo y estado de salud), el estudio da una medida de cómo influyen los hábitos a nivel intracelular. Los telómeros son una especie de protección de los extremos de los cromosomas, que son las estructuras que contienen los genes. En cada división celular se reducen, por lo que el daño se acerca a la información básica de la vida. Y mantenerlos se ha visto que es una manera de asegurar la supervivencia.

Entre los cambios que siguieron los voluntarios estaban, sobre todo, las de dieta, pero también el hacer ejercicio moderado o contar con sistemas de relajación y apoyo social.

Precisamente el tema de la alimentación es el central del Congreso Internacional sobre Nutrición que ha comenzado este lunes en Granada. En su primera jornada se ha recalcado que “mantener unos niveles óptimos de hidratación, evitar la ingesta de alcohol, evitar el tabaquismo, sea o no pasivo, llevar una dieta rica en frutas y verduras o evitar el sedentarismo, es decir, llevar un estilo de vida saludable supone evitar factores que predisponen a diferente enfermedades, como la obesidad, la diabetes tipo 2, la hipercolesterolemia o las enfermedades cardiovasculares”.

En él, Pilar Riobó, jefa de Endocrinología y Nutrición de la Fundación Jiménez Díaz, ha afirmado que “una adecuada nutrición es una de las mejores herramientas para prevenir enfermedades. En España tenemos la suerte de contar con la dieta mediterránea, uno de los mejores ejemplos de calidad nutricional. No existe una adecuada relación entre las calorías que consumimos y las que gastamos, lo que conduce poco a poco hacia la obesidad”. Y ha añadido que “no podemos olvidar que no existe una correcta nutrición sin una hidratación adecuada [uno de los temas de la primera jornada]. De hecho, los expertos recomiendan de forma general ingerir entre 2 y 2,5 litros diarios a través de las diferentes bebidas, como zumos, refrescos o sopas que ayudan a adquirir los niveles deseados aportando variedad de sabores”.

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El mapa de la actividad del genoma | Biociencia | elmundo.es

  • Un equipo internacional secuencia el ARN de 462 individuos
  • El hallazgo abre la puerta a monitorizar diagnósticos y tratamientos

En muchos sentidos, el organismo humano se parece a un ordenador. Toda la información básica para su desarrollo y su funcionamiento se almacena en un disco duro muy especial, el ADN, que para convertir en útiles todos los datos que contiene, necesita la ayuda de un sistema que los traduzca, transfiera y ejecute: el ARN.

Hace años, el papel del ARN fue eclipsado por las esperanzas puestas en el ADN, considerado el auténtico ‘mapa de la vida’. Sin embargo, cada día está más claro que comprender su labor es fundamental si se quieren desenmarañar todos los misterios que esconde el genoma.

Por ejemplo, el ARN es clave para comprender por qué nuestros genes se ‘apagan’ o ‘encienden’ a lo largo de la vida y, en última instancia, para saber por qué nuestro genoma nos hace más o menos susceptibles de sufrir una enfermedad.

Aunque es mucho todavía lo que se desconoce sobre este ácido ribonucleico, un equipo internacional con participación española ha ayudado a sacarlo un poco más a la luz. Según publican las revistas ‘Nature’ y ‘Nature Biotechnology’, estos científicos de nueve centros europeos han descrito el repertorio más completo hasta la fecha de los perfiles de expresión génica; es decir, han podido enlazar la información del ADN con la actividad funcional de estos genes, creando el primer mapa que señala las causas de las diferencias entre la actividad de los genes entre individuos.

“Esto nos permite comenzar a entender realmente este campo de la biología”, explica a ELMUNDO.es Xavier Estivill, jefe de grupo del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona y uno de los firmantes españoles del trabajo.

El trabajo, continúa, “ha demostrado la gran variación genética que influye en la regulación de nuestros genes“, aunque permitirá construir unas ‘leyes generales’ sobre el funcionamiento del genoma humano.

Conocer este amplísimo catálogo puede ser muy importante para comprender los mecanismos que causan las enfermedades o para desarrollar tratamientos en el futuro, señala Estivill, quien reconoce que “se trata de una tarea muy compleja que exige un gran esfuerzo colectivo”.

Para llegar a las conclusiones que publica esta semana ‘Nature’, el consorcio internacional con el que también han colaborado el Centro Nacional de Análisis Genómico de Barcelona y la Universidad de Santiago de Compostela, secuenció el ARN de células de 462 individuos que habían participado en el marco del proyecto ‘1.000 genomas’. Esto ha permitido añadir al mayor catálogo de genomas humanos con el que cuenta la ciencia una interpretación funcional de sus datos.

“Hasta ahora no había podido hacerse algo de estas dimensiones porque, mientras que el ADN es más estable, el ARN varía muchísimo entre células”, explica Estivill, cuyo equipo ha utilizado técnicas de secuenciación de última generación.

El siguiente paso en la investigación, comenta el especialista del CRG, es realizar una disección completa de todos los tipos celulares y en distintas condiciones fisiológicas y patológicas para afrontar “el desafío de ligar esa información con perfiles metabólicos o proteicos”.

“Por ejemplo, en una enfermedad que tiene un curso clínico que puede ser variable, como pueden ser los trastornos psiquiátricos, saber cómo son los perfiles de expresión y ver cómo cambian a lo largo del curso de la enfermedad puede ser muy importante para indicar o no un determinado tratamiento farmacológico”, señala Estivill.

“Hasta ahora, sólo podíamos obtener una radiografía de la vida molecular de los individuos. Pero, ahora, se abre la puerta a que podamos empezar a verla como una película”, ejemplifica.

Aunque no habla de plazos, para el especialista catalán este hallazgo puede suponer “un cambio sustancial” en el abordaje de la Medicina. “Hemos de ser capaces de tener respuestas para los cambios funcionales que suceden en nuestro organismo”.

Y, aunque el camino es largo, el avance científico ya “nos aporta las técnicas que nos permiten ver esos perfiles y, a partir de ahí, tomar decisiones terapéuticas”, concluye.

Todos los datos obtenidos en este proyecto, denominado GEUVADIS, están disponibles de forma gratuita para toda la comunidad científica. El acceso abierto a los datos pretende que otros investigadores vuelvan a explorar y analizar los datos desde distintas perspectivas.

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